单片机实习报告

关于单片机应用实习的实习报告一、实习目的本次实习的目的在于加深对MCS-51单片机的理解，初步掌握单片机应用系统的设计方法；掌握常用接口芯片的正确使用方法；强化单片机应用电路的设计与分析能力；提高学生在单片机应用方面的实践技能；培育学生综合运用理论知识解决问题的能力，力求实现理论结合实际，学以至用的原则。

二、设计题目: 单片机数据采集系统设计三、功能描述1．实时采集0-5V的电压信号；2．将采集的0-5V的电压信号实时显示；3．可以轮流采集8路通道，或指定通道数据；4．可以设定报警上下限，并报警。

四、方案设计4.1系统分析根据系统功能要求，可将系统组成结构分成四大部分。

单片机控制中心、键盘接口。

其中，单片机控制中心是核心。

MCU根据按键输入，可切换不同的显示模式或设置不同的参数。

数码显示管第2至4位将实时采集的0~5V电压，数码管第1位显示指定通道数。

通过按键可切换到设定电压上下限报警的模式。

由于我组单片机实验板缺少烽鸣器，因此利用LED灯来报警。

以下是系统组成结构图：图1 系统组成结构图五、硬件电路设计5.1 单片机最小系统设计最小系统包括CPU时钟与复位电路，其原理图如下：图2单片机最小系统设计5.2 显示电路设计数码管主要是用于数字的显示，图中采用共阴极。

电源+5V通过470欧的电阻直接给数码管的7个段位供电，P0.0-P0.7对应了两个接数码管的a,b,c,d,e,f,g和小数点位p，P1.0，P1.1，P1.2，P1.3接位选码。

其原理图如下：图3 显示电路设计其原理图如下：图4 按键电路设计5.4 A/D转换电路设计其原理图如下：图5 A/D转换电路设计单片机工作电压为5V。

一般使用USB接口供电，直接从USB接口获取5V电源。

其原理如下图。

图6 电源电路设计5.6 报警电路设计当电压小于下限电压值或大于上限电压值时，蜂鸣器将报警。

如图所示：图7 报警电路设计六、软件设计6.1 操作功能设计根据系统的功能描述，可以将系统功能大致分成三类：轮流采集8路通道，指定通道显示，设置报警上下限。

此系统设有四个数码管，三个按键。

利用按键可切换形成多个模式，按键1将轮流采集8路通道模式与指定通道显示之间相互切换，按键2将轮流采集8路通道与设置电压上下限报警模式之间相互切换，按键3是增加1，可指定显示1~8通道，也可利用其来设置上下限电压的大小。

模式设计如下：模式1：轮流采集8路通道，此时数码管显示如1.0.00，2.4.97, 3.0.00……8.4.97。

（此时1、3通道接地，2、8通道接+5V）模式2：指定通道显示，按下键1时，模式由轮流采集8路通道变成指定通道显示，此时数码管初始显示为1.0.00, 表示为1通道的电压值；当按下按键3时，数码管值变为2.4.97, 表示2通道的电压值；当再次按下按键3时，数码管显示为3.0.00，表示3通道的电压值。

即每按一次键3, 通道数即增一，以此显示指定通道的实时电压。

模式3：当在轮流采集8路通道的模式下，按下键2。

模式将会自动切换到设置电压上下限报警模式。

此时，初始设置的电压上限为5V，电压下限为0V，通过键3可对其修改。

6.2 程序设计思路此程序所需实现的基本功能主要有：1使数码管显示采集来的实时电压，并对8个通道的电压实施轮流输出显示；2使用按键操作，将轮流显示的8个通道的电压切换成按指定通道显示输出；3可通过一功能键切换不同的模式，使系统可以调节上下限报警电压。

4通过一按键可实现对通道与上下限电压的更改，如加减。

本程序主要分为2大块，主程序与子程序。

主程序包括八通道循环采集电压工作方式，模拟量通道输入循环选择，选择通道显示电压工作方式，模拟量通道输入按键选择等。

而子程序则需包括对定时器T0进行初始化程序（定时时间设为5ms ，即每5ms 扫描一次数码管，总共有4位数码管，20ms 循环扫描一次），启动A 、D 转换程序，数码管显示程序，延时程序等。

此程序使用定时器0完成数码管动态扫描，并对按键及串口进行扫描。

当扫描到相应的按键时即执行相应的操作（如当扫描到键1时，就会改变当前的模式，从轮流采集通道模式转换到指定通道显示电压的模式）。

6.3 程序流程图图8 程序流程图七、程序调试对程序来说，最重要的就是调试阶段。

一段写好的程序当中会出现很多问题。

在单片机数据采集系统设计的程序中，出现了很多问题，有的是语法错误，以致不能成功编译；有的则是可以成功编译，但是不能达到系统的功能要求。

在单片机的实验学习中，我们做过关于A/D转换的实验。

它的功能是可以实现单通道采集电压。

但如何由单通道变成8通道，并且还能够指定通道显示，而且可以切换模式，对上下限电压进行修改。

这就需要对程序的不断调试，其调试过程具体如下：1、由单通道改至8通道：首先，这其中肯定要用到循环语句。

程序中用到了for循环，k作为循环变量。

全局变量m作为通道，m的值从1至8循环。

即当m大于8时，令m等于1。

2、按键按下检测及相关设置：此系统用到了三个按键，如何对按键进行扫描，程序位于void Timer0_ISR() interrupt 1中，即于定时器T0的中断程序中，每5ms调用一次，检测键盘是否按下，如果按下去延时抖动，然后检测到底是哪个按键按下，不同的按键有不同的功能。

用“a++, if(a>=50&&P31==0&&moshi==1)”程序实现延时消抖。

然后用if判断语句实现按键的不同作用。

3、数码管刷新显示程序；刷新显示就是根据不同的模式将显示的不同数据放到显示缓冲区中，比如模式1时显示轮流显示采集电压，模式2是显示指定通道的电压，数码管的第一位要显示通道数，数码管的后三位显示电压值，模式3是显示设置电压上下限报警值，然后由数码管输出程序输出到数码管。

4、数码管输出程序；数码管输出程序就是送段选码和位选码的程序，位于定时器T0的中断程序中。

轮流点亮4个数码管，每5ms变换一次，由于速度快，从而达到点亮每个数码管的作用。

八、使用说明8.1功能1. 可以轮流显示8个通的实时采集的电压值；2. 可以指定通道显示电压值；3. 可以设置上下限报警电压。

8.2 人机接口共有三个按键。

分别为键1,键2,键3。

总共可以实现3个模式的转换。

8.3 操作说明1. 通电后，在初始状态下，数码管显示的是轮流显示8通道电压值。

通过三个按键可以对模式进行切换，以及对其中参数进行修改。

2. 按下键1,系统切换到指定通道显示界面，在此基础上按键3,可以实现从1通道到8通道任意指定通道显示电压值。

再按下键1,又可返回到轮流显示8通道电压值。

3. 按下键2,系统切换到设置电压上下限报警电压值。

在此基础上，按下键3,可以对上下限电压值进行设置，每按一下键3,电压值增1,电压值的范围为0~5V。

当电压值设置好之后，再按下键2,则重新返回到轮流显示8通道电压值。

九、心得体会在本次实习中，我通过查阅资料，请教于老师及同学。

基本完成了硬件设计、程序设计、安装调试等环节。

但其中有很多问题值得我去思考。

1.实习作风不好：不能积极对待，注意力不够集中；2. 实习效率不高：单片机课程功底较差，实践动手能力不强；3. 独立解决问题的能力较差。

以为三点都值得我反思，本次实习揭露了我的不足，希望在以后学生工作中得到改进。

十、实验总结本次实习的过程主要可分为三个部分。

分别是绘制硬件原理图，编写程序，系统调试。

1. 绘制硬件原理图：这是我们第一次接触到Protel99电路设计软件，它与CAD绘制一样，需要有一个熟悉的过程，其中我觉得难点是建元件库。

如单片机与A/D转换部分需要自己绘制，其它部分大多可以在元件库中找到，可直接添加。

其次需注意的地方就是端口一定要与程序一致。

2. 编写程序：编写程序是难点。

须一层层做起，刚开始的源程序来自A/D 转换实验中的单通道采集电压值。

在不断的对程序修改过程中实现8通道。

再添加按键程序。

3. 系统调试；系统调试是最重要的环节，他涉及到程序的各个部分及硬件端口的接线。

刚开始，我组用SST单片机，由于端口被占，因此无法接按键，程序虽然能够顺利下载，但是无法对按键进行操作。

因此只能换成STC单片机。

由于我组电路板上缺少蜂鸣器，因此改用LED灯实现电压上下限报警。

虽然程序不一定有错。

但调试的过程就是程序与硬件相结合的过程。

必须相互匹配，才能调试成功。

十一、参考文献1. 张义辉，李家庆，单片机系统综合训练指导书.重庆科技学院2. 汪德彪. MCS-51单片机原理及接口技术[M]. 北京电子工业出版社.3. 张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社,20054. 胡文金.单片机系统实训教程.重庆：重庆大学出版社,20055. 胡文金,钟秉翔. 单片机应用技术实训教程[M]. 重庆大学出版社. 2005.附录1：电路原理图附录2：源程序代码#include "reg51.h"#define THCO 0xee#define TLCO 0x0unsigned char code Duan[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x00};//共阴极数码管-9段码表unsigned char xuan[]={0,1,10,11,100,101,110,111};unsigned char Data_Buffer[4]={0,0,0,0};unsigned int m=1;unsigned int moshi=0,zengjia=0,sheding=0,dianyazeng=0,shangyazhi=5;float AdValue;/**************************************************/sbit P30=P3^0;sbit P31=P3^1;sbit P32=P3^2; //三个按键位码口定义/**************************************************/sbit P34=P3^4;sbit P35=P3^5;sbit P36=P3^6; //四个数码管的位码口定义sbit P37=P3^7;/**************************************************/sbit ADWR=P1^0;sbit RS=P1^1;sbit CS=P1^2; //ADC0809控制线接通C51P1口位码口定义sbit Add1=P1^3;sbit Add2=P1^4;sbit Add3=P1^5;sbit EOC=P1^6;/**************************************************/sbit LED=P1^7; //报警灯/**************************************************/void Sysinit();void AD_Start(void);void LED_Fresh();void delay_ms(unsigned int x); //子函数定义void zhu();void xianyajiemian();/**************************************************/void main(){unsigned int k,i;Sysinit();while(1){if(moshi==0) //八通道循环采集电压工作方式{ m=8;for(k=0;k<=7;k++){if(moshi==1){k=0;break; }Add1=xuan[k]/100; //模拟量通道输入循环选择Add2=xuan[k]%100/10;Add3=xuan[k]%10;m++;if(m>8)m=1;if(dianyazeng==1){dianyazeng=0;shangyazhi++;if(shangyazhi>5)shangyazhi=0;}zhu();for(i=0;i<40000;i++);}}else //选择通道显示电压工作方式{ m=1;while (1){ if(moshi==0) break;Add1=xuan[m-1]/100; //模拟量通道输入按键选择Add2=xuan[m-1]%100/10;Add3=xuan[m-1]%10;if(zengjia==1){ z engjia=0;m++;if(m>8)m=1;}zhu();}}}}void Timer0_ISR() interrupt 1{static unsigned char Bit=0,a=0;TH0=THCO;TL0=TLCO;Bit++;if(Bit>=4)Bit=0;P34=0;P35=0;P36=0;P37=0; //关位码if(sheding==0){if(Bit==0)P2=Duan[m]|0x80; //开断码if(Bit==1){P2=Duan[Data_Buffer[Bit]]|0x80;}else if(Bit>1)P2=Duan[Data_Buffer[Bit]];if(Data_Buffer[1]>=shangyazhi)LED=0;elseLED=1;}else{ if(Bit==1)P2=Duan[shangyazhi]|0x80; //开断码else if(Bit>1)P2=Duan[Data_Buffer[Bit]];switch(Bit){ //开位码case 0: P34=1;break;case 1: P35=1;break;case 2: P36=1;break;case 3: P37=1;break;}if(P30==0||P31==0||P32==0) //按键按下检测及相关设置{a++;if(a>=50&&P30==0){a=0;moshi=!moshi;}if(a>=50&&P31==0&&moshi==1){a=0;zengjia=1;}if(a>=50&&P32==0){a=0;sheding=!sheding;}if(a>=50&&P31==0&&sheding==1){a=0;dianyazeng=1;}}void LED_Fresh() //数码管显示数据来源（电压信号的分离）{unsigned int temp;AdValue=AdValue*1.95;temp=AdValue;Data_Buffer[1]=temp/100;Data_Buffer[2]=temp/10%10;Data_Buffer[3]=temp%10;}void Sysinit(){TMOD=0x11; //定时器0初始化TH0=THCO;TL0=TLCO;TR0=1;ET0=1;EA=1;}void AD_Start(void){ADWR=1; //开启AD转换CS=0;delay_ms(1);ADWR=0;delay_ms(1);ADWR=1;}void delay_ms(unsigned int x) //延时程序{unsigned char y;for(x;x>0;x--)1 for(y=110;y>0;y--);}void zhu(){AD_Start();while(!EOC);RS=0;AdValue=P0;if(sheding==0)LED_Fresh();else{m=0;xianyajiemian();}RS=1;}void xianyajiemian() //电压上线设置界面初值显示设定{Data_Buffer[2]=0;Data_Buffer[3]=0;}。